DE3108536A1 - METHOD AND DEVICE FOR ELECTROEROSIVE WIRE CUTTING - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR ELECTROEROSIVE WIRE CUTTINGInfo
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- B23H1/028—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for multiple gap machining
Description
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Inoue-Japax Research Incorporated Yokohamashi, Kanagawaken, JapanInoue-Japax Research Incorporated Yokohamashi, Kanagawaken, Japan
Verfahren und Vorrichtung zum elektroerosiven DrahtschneidenMethod and device for electrical discharge machining
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das elektroerosive Drahtschneiden und insbesondere auf ein neues und nützliches Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum elektroerosiven Drahtschneiden eines leitenden Werkstücks mit einer durchlaufenden Drahtelektrode, die unter Erstreckung und axialer Förderung zur kontinuierlichen Bewegung zwischen einer Abgabeseite und einer Aufnahmeseite durch eine Schneidzone gehalten ist, in der das Werkstück angeordnet ist.The invention relates generally to wire electrical discharge machining and, more particularly, to a new and Useful method and apparatus for wire electrical discharge machining of a conductive workpiece with a continuous wire electrode, which is extended and axially conveyed for continuous Movement between a delivery side and a receiving side is held by a cutting zone in which the workpiece is arranged.
Das elektroerosive Drahtschneideverfahren, wie es nach dem Stand der Technik (siehe z. B. DE-OS 2 721 804) allgemeinThe electroerosive wire cutting process, as it is in the prior art (see, for example, DE-OS 2 721 804) in general
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bezeichnet wird, macht Verwendung einer durchlaufenden Drahtelektrode, die z. B. aus Kupfer oder Messing besteht und eine regelmäßige dünne Drahtform, ζ. Β. von kreisförmigem Querschnitt, mit einem Durchmesser im Bereich zwischen 0,05 und 0,5 mm aufweist. Der Draht wird in einem Drahthalterungssystem montiert, um sich von einer Abgabeseite, z, B. einer Drahtabgabespule oder -trommel, zu einer Aufnahmeseite, z. B. einer Drahtaufnahmespule oder -trommel^ zu erstrecken, und wird axial durch Antriebsmittel, ζ. B. ein an der Aufnahmeseite angeordnetes Zugrollensystem, gefördert, um längs einer geführten durchlaufenden Bahn vorzurücken undjsich kontinuierlich durch eine Schneidzone hindurchzubewegen. Ein in der Schneidzone angeordnetes Werkstück wird dem bewegten Draht zugewandt, um einen Bearbeitungsspalt damit zu begrenzen, der mit einem Bearbeitungsflüssigkeitsmedium gespült wird. Man läßt einen elektrischen Bearbeitungsstrom zwischen dem eine Werkzeugelektrode bildenden bewegten Draht und dem eine Gegenelektrode bildenden Werkstück fließen, um elektroerosives / vom Werkstück abzutragen. Gleichzeitig wird das Werkstück relativ zur bewegten Drahtelektrode allgemein quer zu deren Achse längs einer bestimmten Bahn verschoben, so daß ein gewünschtes Drahtschneidemuster, das durch die Bahn der Relatiwerschiebung bestimmt wird, im Werkstück erzeugt wird. Der Begriff "elektroerosiv" oder "Elektroerosion" wird hier verwendet, um einen Bearbeitungsprozeß zu beschreiben, bei dem eine Materialabtragung als Ergebnis eines Durchganges eines elektrischen Stroms hoher Dichte, der die Form einer Folge einzelner, zeitlichmakes use of a continuous wire electrode, e.g. B. made of copper or brass and a regular thin wire shape, ζ. Β. of circular cross-section, with a diameter in the range between 0.05 and 0.5 mm. The wire is mounted in a wire support system to stand out from a Delivery side, e.g. a wire delivery spool or drum, to a take-up side, e.g. B. a wire take-up reel or drum ^ to extend and is driven axially by drive means, ζ. B. arranged on the receiving side Pull roller system, conveyed to advance along a guided continuous path and continuously to move through a cutting zone. A workpiece arranged in the cutting zone becomes the moving one Facing wire to delimit a machining gap with a machining fluid medium is rinsed. A machining electrical current is passed between the one forming a tool electrode moving wire and the workpiece forming a counter electrode flow to / from the workpiece to be removed. At the same time, the workpiece is generally transverse to the moving wire electrode Axis shifted along a certain path so that a desired wire cutting pattern passed through the Path of the relative displacement is determined, is generated in the workpiece. The term "electroerosive" or "Electrical discharge machining" is used here to describe a machining process in which material is removed as a result of the passage of a high-density electric current that takes the form of a sequence of individual, temporal
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beabstandeter elektrischer Entladungen, die rait hoher Frequenz auftreten, oder eines starken elektrolytischen Auflösungsstroms, der entweder ein Gleichstrom oder ein gepulster Strom sein kann, oder einer Kombination der Wirkung elektrischer Entladungen mit der elektrolytischen Auflösungswirkung annehmen kann, durch den Bearbeitungsspalt bewirkt wird. In Abhängigkeit von der gewünschten besonderen Wirkung der Materialabtragung ist die Bearbeitungsflüssigkeit geeignet zusammengesetzt, um das dielektrische, leitende oder dielektrische/leitende Spaltmedium zu bilden. Wasser kann entionisiert oder in verschiedenen Graden ionisiert werden, um ein günstiges EDM-(elektrische Bearbeitungsentladung), ECM-(elektrochemische Bearbeitungs) oder ECDM-(elektrochemische und Entladungsbearbeitungs)flüssigkeitsmedium zu bilden. Der mit der Bearbeitungsflüssigkeit gespülte Spalt muß von einer geringen Abmessung, und zwar allgemein in der Mikrongrößenordnung sein, um die elektroerosive Spaltbedingung zwischen der bewegten Drahtelektrode und dem Werkstück zu schaffen und aufrechtzuerhalten. Die ständige Axialbewegung der Drahtelektrode ergibt eine kontinuierliche Erneuerung der Bearbeitungsoberfläche daran, die dem Werkstück durch den Bearbeitungsspalt hindurch zugewandt ist, und wird benötigt, da die Drahtelektrode so dünn sein muß, wie zuvor erwähnt wurde.spaced electrical discharges that rait higher Frequency occur, or a strong electrolytic dissolving current, which is either a direct current or can be a pulsed current, or a combination of the effect of electrical discharges with the electrolytic one Can assume dissolving effect, is caused by the machining gap. Depending on the desired special effect of material removal, the machining fluid is suitably composed to to form the dielectric, conductive, or dielectric / conductive gap medium. Water can be deionized or be ionized to various degrees to produce a favorable EDM (electrical machining discharge), ECM (electrochemical machining) or ECDM (electrochemical and discharge machining) liquid medium to build. The gap flushed with the machining liquid must be small in size, generally be on the order of microns in order to reduce the electroerosive gap condition between the moving wire electrode and to create and maintain the workpiece. The constant axial movement of the wire electrode results a continuous renewal of the machining surface attached to the workpiece through the machining gap through, and is needed because the wire electrode must be as thin as mentioned earlier.
Das Grundprinzip des Drahtschneid-Elektroerosionsverfahrens ist daher, ein gewünschtes Schneidmuster zu erzielen oder das Muster zu formen, indem man den entsprechenden Musterungs- oder Profilijferungsvorschub zwischen dem Werkstück und einer durch den Draht gebildeten "Linien"elektrode bewirkt. Dies ist ein grundsätzlicherThe basic principle of wire cut electrical discharge machining is therefore to achieve a desired cutting pattern or to shape the pattern by applying the appropriate pattern or profiling feed between the workpiece and a "line" electrode formed by the wire. This is a fundamental one
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Unterschied gegenüber dem Einsenktyp-Elektroerosionsverfahren, bei dem die Werkzeugelektrode besonders geformt ist und die Elektrodenform im Werkstück reproduziert wird. Beim Drahtschneide-Elektroerosionsverfahren gibt es keine Analogie zwischen dem Profil der Drahtelektrode und einem im Werkstück auszubildenden gewünschten Schneidmuster. Die "Linien"-Elektrode folgt effektiv einer vorgeschriebenen Bahn im Werkstück, die direkt das gewünschte Schneidmuster erzeugt. Daher wird die Genauigkeit eines Drahtschneidmusters durch die Genauigkeit der vorgeschriebenen und in der Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück befolgten Profilierungsvorschubbahn beeinflußt. Es gibt nach dem Stand der Technik keine Hinweise, daß die Form der Drahtelektrode die Genauigkeit eines Drahtschneidmusters im Werkstück beeinflussen könnte. Demgemäß wurde allgemein angenommen, daß es genügt, eine Drahtelektrode mit kreisförmigem oder regelmäßigem Querschnitt zu verwenden, die ohne weiteres erhältlich ist, sofern der Draht eine ausreichende Dicke hat oder so dünn wie 0,05 bis 0,5 mm ist, um eine gewünschte Genauigkeit zu erreichen, da die Genauigkeit von der Frage der genauen Einstellung einer Profilierungsvorschubbahn und davon abhängt, daß die Drahtelektrode der genau eingestellten Bahn genau folgt.Difference from the sinking-type electroerosion process, in which the tool electrode is specially shaped and reproduces the electrode shape in the workpiece will. In the wire cut electrical discharge machining process, there is no analogy between the profile of the wire electrode and a desired cutting pattern to be formed in the workpiece. The "line" electrode effectively follows a prescribed path in the workpiece that directly generates the desired cutting pattern. Hence the Accuracy of a wire cutting pattern by the accuracy of the prescribed and in the relative movement between the wire electrode and the workpiece followed the profiling feed path influenced. There is no prior art suggestion that the shape of the wire electrode could affect the accuracy of a wire cut pattern in the workpiece. Accordingly, it was generally believed that it is sufficient to use a wire electrode with a circular or regular cross-section, without others are available provided the wire is of sufficient thickness or as thin as 0.05 to 0.5 mm to achieve a desired accuracy, since the accuracy depends on the question of the exact setting of a profiling feed path and depends on the wire electrode following the precisely set path exactly.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und brauchbares Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zum elektroerosiven Drahtschneiden eines elektrisch leitenden Werkstücks zu entwickeln, die das Drahtschneiden eines leitenden Werkstücks mit größerer Genauigkeit ermöglichen. The invention is based on the object of a new and useful method and a corresponding one Device for electroerosive wire cutting of an electrically conductive workpiece to develop, which is the wire cutting of a conductive workpiece with greater accuracy.
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Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist zunächst ein Verfahren zum elektroerosiven Drahtschneiden eines leitenden Werkstücks mit einer durchlaufenden Drahtelektrode, die unter Erstreckung und axialer Förderung zur kontinuierlichen Bewegung zwischen einer Abgabeseite und einer Aufnahmeseite durch eine Schneidzone gehalten ist, bei dem man a) die Drahtelektrode mit einem regelmäßigen Querschnittsprofil von der Abgabeseite fördert, b) die Drahtelektrode in die Schneidzone führt, wo sie kontinuierlich eine elektroerosive Drahtschneidwirkung auf das Werkstück ausübt, und sie weiter kontinuierlich zur Aufnahmeseite fördert, und c) eine Relativverschiebung zwischen der bewegten Drahtelektrode und dem Werkstück länge einer vorbestimmten Bahn zur Bildung des gewünschten Drahtschneidemusters im Werkstück bewirkt, mit dem Kennzeichen, daß man die Drahtelektrode stromab der Abgabeseite und stromauf der Schneidzone formt und ihr ein Querschnittsprofil gibt, das von dem regelmäßigen Querschnittsprofil verschieden und im Zusammenhang mit einem im Werkstück zu bearbeitenden Schneidmuster vorgewählt ist, und die so geformte Drahtelektrode in die Schneidzone führt.The object of the invention, with which this object is achieved, is initially a method for electrical discharge machining Wire cutting a conductive workpiece with a continuous wire electrode extending under and axial conveyance for continuous movement between a delivery side and a receiving side a cutting zone is maintained in which a) the wire electrode with a regular cross-sectional profile from the delivery side, b) the wire electrode leads into the cutting zone, where it continuously a Electro-discharge wire cutting action on the workpiece exercises, and they continue to convey continuously to the receiving side, and c) a relative displacement between the moving wire electrode and the workpiece length a predetermined path to form the desired Causes wire cutting pattern in the workpiece, with the characteristic that the wire electrode is downstream of the Forms the delivery side and upstream of the cutting zone and gives it a cross-sectional profile that of the regular Cross-sectional profile different and related to a cutting pattern to be machined in the workpiece is preselected, and the wire electrode thus formed into the Cutting zone leads.
Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet.Refinements of this method are characterized in claims 2 to 7.
So kann das Formen durch Ziehen der Drahtelektrode mit dem zunächst regelmäßigen Querschnitt durch eine ZiehformShaping can be done by drawing the wire electrode with the initially regular cross-section through a drawing mold
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-limit einer öffnung des zum vorgewählten Querschnittspröfil komplementären Querschnittsprofils erfolgen, um der Drahtelektrode das vorgewählte Querschnittsprofil zum Fördern in die Schneidzone zu geben. Alternativ kann das Formen auch durch Elektroerosion erfolgen. Hierzu können eine oder mehrere Hilfsdrahtelektroden in der erforderlichen Anzahl zur Bildung eines Profilierungsdrahtnetzwerks oder -Elektrodensystems in einer gegenseitigen Zuordnung montiert werden, die dem vorgewählten Querschnittsprofil .entspricht und durch die die Drahtelektrode von der Abgabeseite gefördert und elektroerosiv bearbeitet wird, so daß man die Drahtelektrode mit dem vorgewählten Querschnittsprofil zum Einführen in die Schneidzone zur Bearbeitung des Werkstücks erhält. Nach einer weiteren Alternative kann das Formen der Drahtelektrode durch Schneiden oder Schleifen mit einem Schneid- oder Schleifwerkzeug erfolgen.-limit an opening of the pre-selected cross-section profile complementary cross-sectional profile to give the wire electrode the preselected cross-sectional profile for conveying into the cutting zone. Alternatively the molding can also be done by electrical discharge machining. One or more auxiliary wire electrodes can be used for this purpose in the required number to form a profiling wire network or -electrode system are mounted in a mutual assignment that corresponds to the preselected Cross-sectional profile. Corresponds to and through which the wire electrode is conveyed from the delivery side and electroerosively machined, so that the wire electrode with the preselected cross-sectional profile for insertion into the cutting zone for machining the workpiece receives. According to a further alternative, the wire electrode can also be shaped by cutting or grinding a cutting or grinding tool.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Drahtzuführeinrichtung an der Abgabeseite zum Zuführen der Drahtelektrode mit einem regelmäßigen Querschnittsprofil, einer Drahtfördereinrichtung zum kontinuierlichen Fördern der Drahtelektrode in die Schneidzone zwecks kontinuierlicher Bewegung dadurch unter elektroerosiver Schneideinwirkung auf das Werkstück und zum kontinuierlichen Weiterfördern der Drahtelektrode zur Aufnahmeseite und einer Profilierungsvorschubeinrichtung zur Relativverschiebung des Werkstücks gegenüber der bewegten Drahtelektrode längs einer vorbestimmten Bahn zur Bildung des gewünschten Drahtschneidemusters im Werkstück, mit dem Kennzeichen, daß stromab der Drahtzuführeinrichtung undThe invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention a wire feed device on the delivery side for feeding the wire electrode with a regular cross-sectional profile, a wire feed device for continuous Conveying the wire electrode into the cutting zone for the purpose of continuous movement thereby under electrical discharge Cutting action on the workpiece and for the continuous further conveyance of the wire electrode to the receiving side and a profiling feed device for the relative displacement of the workpiece with respect to the moving wire electrode along a predetermined path to form the desired wire cutting pattern in the workpiece with which Indicates that downstream of the wire feeder and
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stromauf der Schneidzone eine Formeinrichtung zur Ausbildung .der Drahtelektrode mit einem Querschnittsprofil angeordnet ist, das von dem regelmäßigen Querschnittsprofil verschieden und im Zusammenhang mit einem im Werkstück zu bearbeitenden Schneidmuster vorgewählt ist.upstream of the cutting zone, a forming device for forming the wire electrode with a cross-sectional profile is arranged, which is different from the regular cross-sectional profile and in connection with an im Workpiece to be machined is preselected.
Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 9 bis 15 gekennzeichnet.Refinements of this device are characterized in claims 9 to 15.
So kann die Formeinrichtung aus einer Ziehformeinrichtung bestehen, die eine Öffnung mit einem zu dem vorgewählten Profil komplementären Profil aufweist und in der Bahn der durch die Zuführeinrichtung von der Abgabeseite geförderten Drahtelektrode angeordnet ist, um die das regelmäßige Querschnittsprofil aufweisende Drahtelektrode zu ziehen und sie so zu dem vorgewählten Quer-For example, the forming device can consist of a drawing forming device which has an opening with one of the preselected Profile has complementary profile and in the path of the feed device from the delivery side conveyed wire electrode is arranged around the wire electrode having the regular cross-sectional profile to pull it and move it to the selected cross
dem
schnittsprofil vor/ Einführen in die Schneidzone durch die Drahtfördereinrichtung zu verformen. Alternativ besteht
die Formeinrichtung aus einem Schneid- oder Schleifwerkzeug, das in der Bahn der Drahtelektrode angeordnet ist, um
diese zu schneiden oder zu schleifen und sie so mit dem vorgewählten Profil zu versehen. Nach einer weiteren
Alternative kann die Formeinrichtung aus einem Hlektroerosionselektrodensystem
bestehen. Hierzu können eine oder mehrere Hilfsdrahtelektroden in der erforderlichen
Anzahl so montiert sein, daß sie ein Profilierungsdrahtnetzwerk oder -system bilden, das in einer gegenseitigen
Zuordnung angeordnet ist, die dem vorgewählten Querschnittsprofil entspricht und durch die die Drahtelektrode
von der Zuführeinrichtung gefördert und elektroerosiv bearbeitet wird, um der Drahtelektrode dasto the
to deform cutting profile before / introduction into the cutting zone by the wire conveyor. Alternatively, the forming device consists of a cutting or grinding tool which is arranged in the path of the wire electrode in order to cut or grind it and thus to provide it with the preselected profile. According to a further alternative, the molding device can consist of an electro-erosion electrode system. For this purpose, one or more auxiliary wire electrodes in the required number can be mounted in such a way that they form a profiling wire network or system which is arranged in a mutual relationship that corresponds to the preselected cross-sectional profile and through which the wire electrode is conveyed from the feed device and processed by electroerosion, around the wire electrode
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vorgewählte Querschnittsprofil zum Einführen mittels der Drahtfördereinrichtung in die Schneidzone zu geben.to give the preselected cross-sectional profile for introduction into the cutting zone by means of the wire conveyor.
Das Querschnittsprofil, das durch die Formeinrichtung der von der Zuführeinrichtung kommenden Drahtelektrode verliehen werden soll, kann dreieckig, quadratisch, halbkreisförmig, sternförmig oder von jeder anderen vorgewählten Form sein, die von dem im Werkstück zu bearbeitenden besonderen Schneidmuster abhängt. Entgegen der herrschenden Meinung, daß die dünne Drahtelektrode beim Drahtschneide-Elektroerosionsverfahren von jeder erhältlichen regelmäßigen Form, wie z. B. von Kreisform, sein kann und daß keine besondere Notwendigkeit besteht, hinsichtlich der Schneidgenauigkeit ein besonderes Querschnittsprofil einer Drahtelektrode statt des üblicherweise erhältlichen Profils zu wählen, wurde gefunden, daß es besondere Vorteile liefert, in die Schneidzone eine Drahtelektrode einzuführen, die mit einem besonderen Querschnittsprofil geformt ist, das im Zusammenhang mit einem im Werkstück zu bearbeitenden besonderen Schneidmuster ausgewählt wird. Dies wurde bei einer Vielfalt von Bearbeitungsanwendungsfallen als vorteilhaft und wirkungsvoll befunden, wo die Anforderungen an die Schärfe eines Eckenschnitts oder die Glätte eines Schnittwinkels streng sind und ein feines und kompliziertes Drahtschneidmuster herzustellen ist. Zusätzlich zu der Wichtigkeit der Formung der Drahtelektrode mit einem im Zusammenhang mit einem solchen Drahtschneidmuster vorgewählten besonderen Querschnittpfofil wurde es als äußerst zweckmäßig gefunden, diese Formung in der in einer elektroerosiven Drahtschneidanordnung montierten durchlaufenden Drahtstrecke unmittelbar vor dem Eintritt des Drahts in die Schneidzone durchzuführen.The cross-sectional profile produced by the forming device of the wire electrode coming from the feeding device can be triangular, square, semicircular, star-shaped or any other preselected Be a shape that depends on the particular cutting pattern to be machined in the workpiece. Contrary to the prevailing opinion that the thin wire electrode at Wire cut electrical discharge machining of any regular shape available, such as B. of circular shape, can be and that there is no special need, a special one in terms of cutting accuracy Choosing the cross-sectional profile of a wire electrode instead of the commonly available profile found that there are particular advantages to inserting a wire electrode into the cutting zone which is provided with a special cross-sectional profile is formed in connection with a special to be machined in the workpiece Cutting pattern is selected. This has been found to be beneficial in a variety of machining application cases and found effective where the requirements for the sharpness of a corner cut or the smoothness of a Cutting angles are strict and a fine and intricate wire cut pattern is to be made. In addition to the Importance of forming the wire electrode with one in connection with such a wire cutting pattern selected special cross-section profile it was considered as Found extremely useful, this formation in the mounted in an electrical discharge machining wire cutting arrangement Wire stretch to be carried out immediately before the wire enters the cutting zone.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawing; in this demonstrate:
Fig. 1 (a) , 1 (b) und 1 (c) Querschnitts von wahlweise auf die Drahtelektrode eines regelmäßigen Querschnitts in einem Schritt oder mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung aufzubringenden Profilen;Fig. 1 (a), 1 (b) and 1 (c) cross-section of optional on the wire electrode of a regular Cross-section profiles to be applied in one step or with a device according to the invention;
Fig. 2 schematisch teilweise in Blockform und teilweise im Schnitt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung, in der eine von einer Abgabeseite zugeführte Drahtelektrode mittels einer stromauf der Schneidzone angeordneten Ziehformeinrichtung geformt wird;Fig. 2 schematically partly in block form and partly in section an embodiment of the device according to the invention, in which a wire electrode fed from a delivery side by means of an upstream of the cutting zone arranged die forming device is formed;
Fig. 3 einen Querschnitt eines Ziehformeinrichtungssystems mit einer Mehrzahl von Ziehformen, die wahlweise in eine Stellung beweglich sind, in der sie ihre Ziehformöffnungen verschiedener Gestalten in der Bahn der Drahtelektrode haben;Figure 3 is a cross section of a die assembly system with a plurality of drawing dies, which are optionally movable into one position, in which they have their draw form openings of various shapes in the path of the wire electrode;
Fig. 4 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung einer Mehrzahl von Formungsdrahtelektroden zur Bearbeitung der Drahtelektrode vor ihren Einlauf in die Schneidzone zwecks Ausbildung mit einem gewünschten Querschnittsprofil;Fig. 4 is a schematic view for illustration a plurality of forming wire electrodes for processing the wire electrode in front of their Entry into the cutting zone for the purpose of formation with a desired cross-sectional profile;
Fig. 5 einen Querschnitt der Formungsdrahtelektroden beim Verfahren der Bearbeitung der Drahtelektrode in Fig. 4; undFig. 5 is a cross section of the forming wire electrodes in the process of processing the wire electrode in Fig. 4; and
Fig. 6 eine schematische Schnittansicht zur Veranschaulichung einer elektroerosiven Drahtschneidvorrichtung mit einer Mehrzahl von im Querschnitt mit unterschiedlichen Profilen geformten Drahtelektroden6 is a schematic sectional view for illustration a wire electrical discharge machine having a plurality of different in cross section Profiles shaped wire electrodes
V.V.
zur Bearbeitung eines einzelnen Werkstücks unter Anwendung der Erfindung.for machining a single workpiece using the invention.
Gemäß Fig. 2 wird eine durchlaufende Drahtelektrode so gehalten,daß sie sich zwischen einer Abgabeseite in der Form einer Abgabespule 2 und einer Aufnahmeseite in der Form einer Aufnahmespule 3 erstreckt und zwischen diesen unter kontinuierlicher Bewegung axial gefördert wird. Die Drahtelektrode 1 wird durch eine Zugantriebseinheit 4, z. B. Haspel- und Quetschrollen, axial gefördert, die von einem Motor angetrieben und an der Seite der Aufnahmespule 3 vorgesehen sind. Ein von einem Motor angetriebener Drahtbremsmechanismus 5 ist auf der Seite der Abgabespule 2 vorgesehen und bewirkt im Zusammenhang mit der Zugantriebseinheit 4 eine geeignete Zugspannung in der Drahtelektrode 1 und ermöglicht der letzteren eine durchlaufbewegung mit geeigneter Geschwindigkeit. Ein Werkstück 6 ist in der Drahtdurchlaufbahn zwischen einem Paar von Bearbeitungsführungskörpern 7a und 7b angeordnet dargestellt. Die Führungskörper 7a und 7b sind vorgesehen, um zwischen sich eine gerade Bahn der bewegten Drahtelektrode 1 einzurichten, um die letztere genau in eine elektroerosive Bearbeitungslage bezüglich des Werkstücks 6 einzustellen.According to Fig. 2, a continuous wire electrode is held so that it is between a delivery side in the form of a delivery reel 2 and a take-up side in the form of a take-up reel 3 and between this is conveyed axially with continuous movement. The wire electrode 1 is driven by a traction drive unit 4, e.g. B. reel and squeeze rollers, axially supported, driven by a motor and on the side of the Take-up reel 3 are provided. A motor driven wire brake mechanism 5 is on the side of FIG Delivery reel 2 is provided and, in conjunction with the traction drive unit 4, causes a suitable tension in the wire electrode 1 and enables the latter to move through it at a suitable speed. A workpiece 6 is in the wire path between a pair of machining guide bodies 7a and 7b shown arranged. The guide bodies 7a and 7b are provided in order to have a straight path between them set up moving wire electrode 1 to the latter precisely in relation to an electrical discharge machining position of the workpiece 6.
Das Werkstück 6 ist fest auf einem Arbeitstisch 8 montiert, der von einem Paar von Motoren 9 und 10 angetrieben wird, die mit Antriebssignalen von einem numerischen Steuergerät 11 beliefert werden. Eine Elektroerosionsstromquelle 12 hat ein Paar von Anschlüssen, deren einer mit der Drahtelektrode über eine Bürste 13 verbunden ist und deren anderer mit dem Werkstück 6 über einen daran angebrachten Leiter 14 verbunden ist. Eine Düse 15 ist zur Schneidzone ausgerichtet, um eine Bearbeitungsflüssigkeit 16 in einen Bearbeitungsspalt einzuführen, The workpiece 6 is fixedly mounted on a work table 8 which is driven by a pair of motors 9 and 10 which are supplied with drive signals from a numerical control unit 11. An electrical discharge machining power source 12 has a pair of terminals, one of which is connected to the wire electrode via a brush 13 and the other of which is connected to the workpiece 6 via a conductor 14 attached thereto. A nozzle 15 is aligned with the cutting zone in order to introduce a machining liquid 16 into a machining gap,
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der zwischen der bewegten Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 6 begrenzt ist. Für den Zweck der Erfindung kann die von der Abgabespule 2 zugeführte Drahtelektrode von jedem Querschnittsprofil, z. B. von kreisförmigem Querschnitt sein. Mit anderen Worten kann eine Spule eines Drahtes, der beispielsweise aus Kupfer oder Messing besteht, eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 0,5 mm hat und .handelsüblich ist, als Spule 2 verwendet werden. Ein solcher Draht ist natürlich von kreisförmigem Querschnitt, kann jedoch auch in einer anderen verfügbaren Form sein.which is limited between the moving wire electrode 1 and the workpiece 6. For the purpose of the invention the wire electrode fed from the delivery reel 2 can be of any cross-sectional profile, e.g. B. of circular Be cross-section. In other words, a coil of wire, for example made of copper or brass exists, has a thickness in the range from 0.05 to 0.5 mm and is commercially available, can be used as coil 2. Such a wire is of course of circular cross-section, but may also be available in another one Be form.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird die Drahtelektrode 1 mit dem regelmäßigen Querschnittsprofil durch eine Ziehform geformt, so daß die Drahtelektrode ein vorgewähltes Querschnittsprofil einer Form erhält, wie sie die Fig. l(a) , l(b) oder l(c) zeigen- das von dem ursprünglichen regelmäßigen Querschnittsprofil abweicht. Die Drahtelektrode 1 mit dem regelmäßigen Querschnittsprofil, die von der Abgabespule 2 zugeführt wird, läßt man zunächst durch eine Heizzone 17 laufen, wonach sie durch eine Ziehform 18 gezogen wird. Die Ziehform 18 hat eine öffnung einer in Fig. l(a), l(b) oder l(c) gezeigten Form, durch die die Drahtelektrode mittels der Zugantriebseinheit 4 hindurchgetrieben wird, so daß sie die Form des komplementären Querschnittsprofils erhält. Die Ziehform 18 ist mit einem Schall- oder Ultraschallhorn 19 versehen, das durch eine Stromquelle gespeist wird, um auf die Ziehform 18 Schall- oder Ultraschallschwingungen aufzubringen und so das Ziehen der Drahtelektrode 1 zu erleichtern. Die gezogene Drahtelektrode mit dem umgeformten Querschnittsprofil wird zu einerIn the embodiment according to FIG. 2, the wire electrode 1 with the regular cross-sectional profile formed by a drawing die, so that the wire electrode a preselected cross-sectional profile of a shape as shown in FIGS. l (a), l (b) or l (c) show deviates from the original regular cross-sectional profile. The wire electrode 1 with the regular Cross-sectional profile, which is fed from the dispensing reel 2, is first allowed to run through a heating zone 17, after which it is drawn through a drawing die 18. The drawing mold 18 has an opening of one in Fig. L (a), l (b) or l (c), through which the wire electrode is driven by means of the traction drive unit 4, so that it has the shape of the complementary cross-sectional profile. The drawing form 18 is with a sonic or ultrasonic horn 19 provided, which is fed by a power source to 18 sonic or ultrasonic vibrations on the drawing die to apply and thus to facilitate the pulling of the wire electrode 1. The drawn wire electrode with the deformed cross-sectional profile becomes one
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Kühlzone 20 geleitet, die von einer Düse 21 mit einem Kühlmittel gespeist wird, damit die Drahtelektrode 1 eine größere Zugfestigkeit annimmt.Cooling zone 20 passed, which is fed from a nozzle 21 with a coolant, so that the wire electrode 1 assumes a greater tensile strength.
Die Drahtelektrode 1 mit dem gewählten Querschnittsprofil wird dann über Rollen als Bremsmechanismus 5 geführt, um / in die zwischen den Führungskörpern 7a und 7b begrenzte Schneidzone einzulaufen, wo sie sich in elektroerosiver Bearbeitungslage relativ zum Werkstück bewegt. Eine Folge von Bearbeitungsimpulsen in einer EDM-, ECM- oder ECDM-Arbeitsweise oder ein einsinnig gerichteter Strom in einer ECM- oder ECDM-Arbeitsweise wird zwischen der bewegten Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 6 über den mit dem Bearbeitungsflüssigkeitsmedium 16 gespülten Bearbeitungsspalt angelegt, um elektroerosives 7 vom Werkstück 6 abzutragen. Wenn die geformte Drahtelektrode 1 beispielsweise einen dreieckigen Querschnitt aufweist, ist eine der drei Drahtoberflächen, die einer Ecke eines im Werkstück 6 ausgeschnittenen Musters gegenüberliegt, geeignet, diesen Teil elektroerosiv mit einem verringerten Radiusmittelpunkt und so mit erhöhter Genauigkeit zu bearbeiten.The wire electrode 1 with the selected cross-sectional profile is then used as a braking mechanism 5 via rollers guided in order to run into / into the cutting zone delimited between the guide bodies 7a and 7b, where they are in electrical discharge machining position relative to the workpiece emotional. A sequence of processing impulses in an EDM, ECM or ECDM mode of operation or a unidirectional one Directed current in an ECM or ECDM mode of operation is between the moving wire electrode 1 and the Workpiece 6 is placed over the machining gap flushed with the machining fluid medium 16, to remove electrical discharge machining 7 from workpiece 6. For example, when the shaped wire electrode 1 has a triangular cross-section, one of the three wire surfaces, the one corner of one in the workpiece 6 cut-out pattern is suitable, this part electroerosively with a reduced radius center and so can be processed with increased accuracy.
Fig. 3 zeigt ein vielseitiges Ziehformsystem mit einer Mehrzahl von vier Ziehformen 18a, 18b, 18c und 18d mit Formöffnungen, die als Dreieck 18a», Quadrat 18b1, Stern 18c1 bzw. Kreis 18d' geformt sind. Die Ziehformen 18a, 18b, 18c und 18d sind an einer um eine Welle 23 drehbaren Scheibe 22 befestigt, um wahlweise eine der Formöffnungen 18a1, 18b1, 18c1 und 18d' in die Durchlaufbahn der von der Heizzonec-17 kommenden Drahtelektrode 1 zu bringen (Fig. 2)3 shows a versatile draw molding system with a plurality of four drawing molds 18a, 18b, 18c and 18d with mold openings which are shaped as a triangle 18a », square 18b 1 , star 18c 1 and circle 18d '. The drawing molds 18a, 18b, 18c and 18d are attached to a disk 22 which can be rotated about a shaft 23 in order to selectively one of the mold openings 18a 1 , 18b 1 , 18c 1 and 18d 'into the path of the wire electrode 1 coming from the Heizzonec-17 bring (Fig. 2)
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Die Öffnung la1 formt, wenn sie gewählt ist , die Drahtelektrode 1 zu einem dreieckigen Querschnittsprofil. Die Öffnung Ib1 formt, wenn sie gewählt ist, die Drahtelektrode mit einem quadratischen Querschnittsprofil. Die Öffnung Ic" formt,wenn sie gewählt ist, die Drah telektrode 1 mit einem sternförmigen Querschnittsprofil. Die Öffnung Id1 formt, wenn sie gewählt ist, die Drahtelektrode 1 mit einem kreisförmigen Querschnittsprofil verringerten Durchmessers. Eine dieser Formen wird im Zusammenhang mit einem im Werkstück 6 in der Schneidzone zu bearbeitenden besonderen Schneidmuster gewählt.The opening la 1 , if selected, forms the wire electrode 1 into a triangular cross-sectional profile. The opening Ib 1 , when selected, forms the wire electrode with a square cross-sectional profile. The opening Ic ", when selected, forms the wire electrode 1 with a star-shaped cross-sectional profile. The opening Id 1 , when selected, forms the wire electrode 1 with a circular cross-sectional profile of reduced diameter. One of these shapes is used in connection with an im Workpiece 6 selected special cutting pattern to be machined in the cutting zone.
Auch irgendeine der sonstigen üblichen Drahtformeinrichtungen kann die Ziehformeinrichtung mit der Ziehform 18 in der Anordnung nach Fig. 2 ersetzen. Beispielsweise kann eine Schneid- oder Schleifwerkzeugeinrichtung verwendet werden, um die Drahtelektrode 1 mechanisch oder abschleifend mit einem vorgewählten Querschnittsprofil zu formen.Also any of the other common wire forming devices can replace the drawing die device with the drawing die 18 in the arrangement according to FIG. 2. For example, a cutting or grinding tool device can be used to cut the wire electrode 1 mechanical or abrasive with a pre-selected cross-sectional profile to shape.
Eine bevorzugte Formeinrichtung macht jedoch Verwendung von der Elektroerosion. Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Elektroerosionselektrodeneinrichtung ?A_, die zur Umformung der von der Abgabespule 2 zugeführten Drahtelektrode regelmäßigen Querschnitts zu einem dreieckigen Querschnitt ausgelegt ist. Die Elektrodeneinrichtung 2Λ_ weist drei Drahtelektroden 25, 26 und 27 auf, deren jede eine viel geringere Dicke als die der Schneiddrahtelektrode aufweist und an je einem Paar von Führungskörpern 25a und 25b, 26a und 26b, 27a und 27b gehalten ist, um eine bewegte Drahtstrecke dazwischen zu er^geben. Die Führungs-A preferred molding device, however, makes use of electrical discharge machining. 4 and 5 show an electroerosion electrode device? A_, which is designed for reshaping the wire electrode of regular cross section fed from the dispensing coil 2 into a triangular cross section. The electrode device 2Λ_ has three wire electrodes 25, 26 and 27, each of which has a much smaller thickness than that of the cutting wire electrode and is held on a pair of guide bodies 25a and 25b, 26a and 26b, 27a and 27b, around a moving wire path in between to give. The leadership
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körper 25a, 25b, 26a, 26b, 27a und 27b sind so angeordnet, daß sie ein dreieckiges Drahtnetzwerk 28 (Fig.5) in der Durchlaufbahn der Drahtelektrode 1 wischen einem Paar von Bearbeitungsführungskörpern 30 und 29 in der zwischen der Abgabespule 2 und dem Bremsmechanismus 5 vorgesehenen Formungszone bilden und das dreieckige Drahtnetzwerk 28 von der bewegten Drahtelektrode 1 in ihrer Längsrichtung durchlaufen wird. Eine Bearbeitungsflüssigkeit wird der Formungszone zugeführt, während man einen elektrischen Strom zwischen jeder der Formungsdrahtelektroden 25, 26 und 27 und der Schneiddrahtelektrode fließen läßt, um die letztere elektroerosiv zu einem dreieckigen Querschnittsprofil zu bearbeiten. Die Anzahl der Formungsdrahtelektroden 25... und die Lagen der zugehörigen Führungskörper 25a, 25b... bezüglich der Achse der Schneiddrahtelektrode 1 werden je nach der besonderen gewünschten Querschnittsform der Drahtelektrode bestimmt. Beispielsweise werden, wenn ein Quadratprofil gewünscht wird, vier Bearbeitungsdrähte verwendet, und jedes Paar derselben wird untereinander parallel mit einem der Seite des Quadrats gleichen Abstand angeordnet. Ein Halbkreis wird erhalten, indem man einen einzelnen Bearbeitungsdraht 25, 26 oder 27 verwendet, der von den Führungskörpern 25a und 25b, 26a und 26b oder 27a und 27b so gehalten ist, daß er die Mittelachse der Schneiddrahtelektrode 1 schneidet. Vorteile der Elektroerosionsformungseinrichtung _2£ sind Leichtigkeit der Einstellung und Eignung zum Formen praktisch ohne mechanische Beanspruchung. bodies 25a, 25b, 26a, 26b, 27a and 27b are arranged so that that they have a triangular wire network 28 (Fig.5) in the Passage of the wire electrode 1 between a pair of machining guide bodies 30 and 29 in FIG between the delivery reel 2 and the braking mechanism 5 form forming zone provided and the triangular Wire network 28 is traversed by the moving wire electrode 1 in its longitudinal direction. A machining liquid is supplied to the forming zone while an electric current is applied between each of the forming wire electrodes 25, 26 and 27 and the cutting wire electrode can flow in order to machine the latter into a triangular cross-sectional profile by electroerosion. the Number of forming wire electrodes 25 ... and the positions of the associated guide bodies 25a, 25b ... with respect to the Axis of the cutting wire electrode 1 are depending on the particular desired cross-sectional shape of the wire electrode certainly. For example, if a square profile is desired, four processing wires are used, and each pair of them are arranged in parallel with each other with a spacing equal to the side of the square. A semicircle is obtained by using a single machining wire 25, 26 or 27 that is cut from the guide bodies 25a and 25b, 26a and 26b or 27a and 27b is held so that it is the central axis of the cutting wire electrode 1 cuts. Advantages of the EDM machine are ease of adjustment and suitability for molding with practically no mechanical stress.
Fig. 6 zeigt eine andere Drahtschneid-Elektroerosionsvorrichtung zur Bearbeitung eines einzelnen Werkstücks 6 mit einer Mehrzahl von geformten Drahtelektroden 31, 32 undFIG. 6 shows another wire cutting electrical discharge machining device for machining a single workpiece 6 with a plurality of shaped wire electrodes 31, 32 and
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Wie in Fig. 1 wird das Werkstück 6 fest auf dem von Motoren 9 und 10 angetriebenen Arbeitstisch 8 gehalten. Die Vorrichtung enthält drei Bearbeitungskopfstücke 34, 35 und 36/ die auf einer Welle 37 montiert sind, die fest zwischen einem Paar von Armen 38 und 39 eines Rahmens 40 gehalten ist. Jedes der Bearbeitungskopfstücke 34, 35, 36 hat parallele Arme oder Vorsprünge 34a und 34b, 35a und 35b, 36a und 36b, wobei jeder Arm an einem Ende 41a, 41b, 42a, 42b, 43a bzw. 43b endet. Nach der Darstellung tragen die Arme 34b, 35b und 36b Abgabespulen 44, 45 und 46 zur Zuführung je einer Drahtelektrode 31, 32, 33. Die Drahtelektroden 31, 32 und 33 sind zwischen den Armenden 41b und 41a, 42b und 42a sowie 43b und 43a geführt und werden auf Aufnahmespulen 47, 48 und 49 aufgenommen, die auf den Armen 34a, 35a bzw. 36a montiert sind. Die auf den Abgabespulen 44, 45 und gespeicherten und von diesen abgegebenen Drahtelektroden 31, 32 und 33 weisen ein regelmäßiges Querschnittsprofil auf, und Formeinrichtungen 50, 51 und 52, deren jede von einem der oben erwähnten Typen sein kann, sind unter dem Werkstück 6 angeordnet, um auf diese Drahtelektroden 31, 32 und 33 vom regelmäßigen Profil verschiedene und je nach den im Werkstück 6 auszuarbeitenden besonderen Mustern vorgewählte Querschnittsprofile aufzubringen. Die FormeinrichtungerJ50, 51 und 52 können an den Kopfstücken 34, 35 bzw. 36 befestigt sein. Die Kopfstücke 34, 35 und 36 können an der Welle 37 drehbar montiert sein.As in FIG. 1, the workpiece 6 is held firmly on the work table 8 driven by motors 9 and 10. The device contains three machining head pieces 34, 35 and 36 / which are mounted on a shaft 37, the is held firmly between a pair of arms 38 and 39 of a frame 40. Each of the machining headers 34, 35, 36 has parallel arms or protrusions 34a and 34b, 35a and 35b, 36a and 36b, each arm terminates at one end 41a, 41b, 42a, 42b, 43a and 43b, respectively. Arms 34b, 35b and 36b are shown to support Dispensing reels 44, 45 and 46 for feeding one wire electrode 31, 32, 33 each. The wire electrodes 31, 32 and 33 are guided between the arm ends 41b and 41a, 42b and 42a as well as 43b and 43a and are on take-up reels 47, 48 and 49 mounted on arms 34a, 35a and 36a, respectively. The ones on the delivery reels 44, 45 and wire electrodes 31, 32 and 33 stored and discharged by them have a regular cross-sectional profile and forming devices 50, 51 and 52, each of which may be of any of the types mentioned above, are arranged under the workpiece 6 in order to have these wire electrodes 31, 32 and 33 different from the regular profile and, depending on the particular patterns to be worked out in the workpiece 6, preselected cross-sectional profiles to raise. Formers J50, 51 and 52 can be attached to headers 34, 35 and 36, respectively. The headers 34, 35 and 36 can be rotatably mounted on the shaft 37.
Bei einem bestimmten Schneidvorgang kann irgendeines oder können zwei Kopfstücke 34, 35 und/oder 36 zusammen mit den zugehörigen Formeinrichtungen 50, 51 und/oder 52In a particular cutting operation, any one or two headers 34, 35 and / or 36 can be combined with the associated molding devices 50, 51 and / or 52
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gewählt werden, die daran befestigt und in Eingriff mit dem Werkstück 6 angeordnet werden. Die Drahtelektrode 31, 32 bzw. 33 wird von der Abgabespule 44, 45 bzw. 46 am gewählten Kopfstück 34, 35 bzw. 36 zugeführt, über das Armende 41b, 42b bzw. 43b geführt und durch die Formeinrichtung 50, 51 bzw. 52 gefördert, die zur Umformung der Drahtelektrode in das vorgewählte Querschnittsprofil geeignet sind. Die Drahtelektrode 31, 32 bzw. 33 wird dann in die, durch die und aus der Schneidzone gefördert, um das geformte Profil in die Elektroerosionsdrahtschneide-Lage bezüglich des Werkstücks zu bringen und so zu halten, während das letztere relativ zur Drahtachse längs einer vorgeschriebenen Bahn verschoben wird, wodurch das entsprechende Schneidmuster im Werkstück 6 mit einer erhöhten Genauigkeit oder einer gewünschten Eigenschaft gebildet wird. Nach Abschluß des Vorganges oder dann, wenn man feststellt, daß er in seinem Verlauf eine andere Schneideigenschaft im Zusammenhang mit einer Besonderheit des geschnittenen Musters benötigt, wird das verwendete Kopfstück durch ein anderes Kopfstück ersetzt, und man setzt den Drahtschneidvorgang fort, um ein anderes Schneidmuster zu erzeugen oder das Schneidmuster mit der zur Erreichung des Musters zu einem anderen vorgewählten Querschnittsprofil geformten Drahtelektrode fortzusetzen. chosen to be attached to and engaged with the workpiece 6 are arranged. The wire electrode 31, 32 or 33 is taken from the delivery spool 44, 45 or 46, respectively supplied to the selected head piece 34, 35 or 36, passed over the arm end 41b, 42b or 43b and through the Forming device 50, 51 or 52 promoted for reshaping the wire electrode into the preselected cross-sectional profile are suitable. The wire electrode 31, 32 or 33 is then inserted into, through and out of the Cutting zone conveyed to the formed profile in the EDM wire cutting position with respect to the workpiece to bring and so hold, while the latter shifted relative to the wire axis along a prescribed path is, whereby the corresponding cutting pattern in the workpiece 6 with an increased accuracy or a desired property is formed. At the end of the process or when it is found that he in its course a different cutting property in connection with a peculiarity of the cut If the pattern is required, the head piece used is replaced by another head piece and the wire cutting process is continued to create a different cutting pattern or to achieve the same cutting pattern with the of the pattern to another preselected cross-sectional profile shaped wire electrode.
So werden erfindungsgemäß ein neues und brauchbares Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum elektroerwosiven Drjahtschneiden eines leitenden Werkstücks zur Verfügung gestellt, womit ein gewünschtes Schneidmuster mit erhöhter Genauigkeit erhalten werden kann. Die ErfindungThus, a new and useful method and apparatus are provided a conductive workpiece available for elektroer w osiven Drjahtschneiden according to the invention, thereby a desired cutting pattern can be obtained with increased accuracy. The invention
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ist besonders vorteilhaft, um einen Eckenschnitt mit einer nach Bedarf erhöhten oder verminderten Schärfe zu erzielen und äußerst komplizierte Schneidmuster in einer vereinfachten Weise zu erhalten.is particularly advantageous around a corner cut with increased or decreased sharpness as required and obtain extremely complicated cutting patterns in a simplified manner.
1300S2/O? 11 1300S2 / O? 1 1
Claims (15)
dadurch gekennzeichnet,10. Apparatus according to claim 9,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,12. The device according to claim 11,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,15. Apparatus according to claim 14,
characterized,
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |